骨骼肌钝挫伤后线粒体自噬相关基因及自噬体变化研究

摘要：

目的:探讨骨骼肌钝挫伤后线粒体自噬相关基因与自噬体变化的分子机制.方法:Wistar雄性大鼠64只,随机分为对照组、钝挫伤组(按照取材时间分为12h组、2d组、5d组、7d组、10d组、15d组、30 d组).采用重物下落装置导致右小腿内侧面(其皮下为腓肠肌中段)一次打击伤,建立急性骨骼肌钝挫伤模型,通过Western-Blotting和qRT-PCR技术分别检测钝挫伤后腓肠肌缺氧及自噬相关因子,包括低氧诱导因子-1α(HIF-1α)、腺苷酸活化蛋白激酶α2亚基(AMPKα2)、Bcl-2腺病毒E1B19ku相关蛋白3(BNIP3)和Bcl-2家族的类NIP3蛋白(NIX)的蛋白和mRNA表达变化情况;透射电镜观察受损部位不同恢复时间的超微结构及自噬体形成情况.结果:(1)钝挫伤后,HIF-1α、AMPKα2蛋白表达在12 h、2 d达到峰值,至伤后10 d,HIF-1α表达均明显高于对照组(P<0.05);AMPKα2表达在伤后5 d仍显著高于对照组(P<0.05),至10 d回落至正常水平;BNIP3持续高表达至5 d后开始回落,但至10 d仍高于对照组;NIX表达峰值出现在伤后12 h、2 d,持续高表达至7 d.(2)钝挫伤后,相关基因表达水平,Hif-1α与Ampkα2 mRNA在2 d显著高于对照组(P<0.01),至5 d表达下降但仍高于对照组(P<0.05),随后回落至正常水平;Bnip3、Nix的mRNA变化情况与其蛋白表现基本一致.损伤后12 h在单个网孔视野中即可见到多个自噬体,至2～7d自噬体数量逐渐增多,10d后自噬体数量比钝挫伤后12h～7d组相比呈现减少趋势,至15 d后自噬体数量逐渐减少.结论:骨骼肌钝挫伤发生后,损伤早期代谢调控因子AMPKα2、缺氧敏感因子HIF-1α表达变化情况表明损伤后受损骨骼肌内部出现能量危机并形成缺氧环境;线粒体自噬、细胞凋亡相关因子BNIP3、NIX表达变化表明损伤后线粒体自噬被启动,缺氧诱导了骨骼肌钝挫伤早期的线粒体自噬;缺氧诱导的线粒体自噬可及时清除受损线粒体,维持线粒体质量、为新生线粒体提供原料,从而减小损伤程度,以利于受损骨骼肌的快速恢复,这可能是损伤发生后机体的一种代偿性机制.

关键词：骨骼肌、钝挫伤、线粒体、自噬

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资助基金：国家自然科学基金资助项目31701042;山东省自然科学基金ZR2017LC012,ZR2017MC059;山东省高等学校科技计划项目J16LE14

在线出版日期：2019-07-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：387-395